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關鍵詞:三維引擎;數據模型;.Net編程
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A
1引言
泰達水業有限公司凈水廠占地面積約60萬m2,地下管線種類較多。經過多次擴建及改造后,系統越來越龐大,空間結構更加錯綜復雜。相關紙質圖紙資料采用人工管理的方式,圖紙資料相關信息不全、查詢效率低、更新速度慢,已經無法滿足地下管線管理的實時要求。當開挖某區域涉及多個專業管線時,通過圖紙資料很難查找到各管線間的空間結構和綜合狀況,給工作的開展增加了不少難度。當遇緊急情況時,有時要靠有經驗員工的記憶來判斷,使搶修人員倍感壓力。通過三維可視化地下管線管理系統,凈水廠實現了對水廠的管線、圖紙資料的科學管理,還為廠內生產調度、施工改造、地線管線維修保養提供了精確、迅速、科學的依據。本文介紹的就是泰達凈水廠三維可視化地下管線管理系統的設計與實現。
2技術背景
隨著三維引擎技術逐漸成熟,三維可視化技術在管線管理方面與傳統的二維表現方式相比有諸多優勢。優秀的空間表現力,能讓用戶從多角度、全方位的視角來觀察管線布局。三維化的拓撲分析功能可以更直觀的給用戶以良好的空間分析(諸如流向分析、開挖分析、斷面分析等)以及管線之間連通性的清晰了解。測量及標識功能可以使用戶能以全局視角去查看管線的標高,輔以多種定位方式以及模型分層顯隱等三維場景下的獨有功能和三維環境的實景展示,使用戶對現場的管線狀況有一個更直觀、更明確的認識。本系統采用的howsky3D三維引擎具備處理結構化數據的功能,依靠三維要素數據模型管理機制,可實現對建筑空間、場景、管線、設備等多種空間位置對象的三維仿真展示和管理,具備定位辨識準確,特征辨識清晰,數據組織有條理等特點。三維引擎的三維數據要素和數據模型如圖1所示:三維要素的數據模型,簡單要素形成聚合要素和復合要素,實現了對建筑空間、管線、設備的表示和同一工作空間幾何對象多比例尺的表示,采用改進的矢量數據表示方法,具有較高的定位精度,易于進行特征的辨別和選擇,并且能精確地存貯坐標值,能有效的組織綜合管網及環境場景的各類三維管理對象,為凈水廠管網數據精益管理提供了技術基礎。針對凈水廠的管線管理業務,考慮安全性和數據穩定性,系統采用C/S模式進行搭建,在局域網內運行。考慮通用性和穩定運行的要求,系統采用當前主流的面向對象系統的.NET開發平臺,使用MicrosoftVisualStudio2008為開發工具,配合為.NetFramework量身定做的C#語言,結合關系型數據庫SQLServer2005共同完成系統的開發。三維模型采用虛擬三維建模技術,即從CAD圖紙和現場人工拍照獲得實際建筑的尺寸信息及外觀信息后,將數據導入當前應用最廣泛的三維建模軟件3DMAX中進行處理,并通過人工生成模型。模型生成后通過自定義的3DMAX導出插件將模型導成本三維GIS引擎可以使用的格式,并將其加入三維GIS引擎進行后續的流程化渲染及顯示。
3系統設計
3.1總體架構
系統設計遵循分層架構設計思路,將數據層、業務層和應用層分離,多層結構提供了非常好的可擴展性,可以將邏輯服務分布到多臺服務器來處理,從而提供了良好的伸縮方案。數據存儲層,采用SQLServer數據庫和模型文件相結合的方式,實現對系統數據的全局性管理,并可方便的實現數據的備份。數據訪問層,確保了數據的統一管理、數據交互、接口訪問、資源共享等功能,提升管網數據的可應用性。業務層將系統的各個功能模塊進行了封裝,方便調用和升級。應用層為系統交互界面,用戶在此既可以實現各類管理需求,又能夠滿足各類業務應用的擴展需要。
3.2數據需求分析及數據設計
所轄區域范圍內涉及管理對象設計包括以下內容——管線、附屬設施及作為參照對象的建筑、道路、景觀圍欄等模型及其屬性信息。針對管理對象的內容,數據存儲及結構設計如下:(1)模型對象,包括三維場景、建筑以及附屬設施等,采用文件加密方式進行存儲,將原始的.X模型文件經過格式加密轉換形成.HSZ模型文件,并通過三維引擎可進行解密調用,也可通過專業工具進行模型文件的修改更新處理,確保模型數據在使用過程中的安全性。(2)管線模型作為主要管理對象,依據原始管線CAD數據轉換而來,以點—線—點的邏輯形式存儲在SQLServer數據庫中,采用三維引擎讀取邏輯數據而生成三維模型的的方式進行瀏覽和管理。(3)各類模型數據的屬性數據以及管理信息,也采用SQLServer數據庫進行存儲。針對數據模型對象及其屬性今后在工作中的管理特點,研發兩種數據入庫管理的手段,一是針對數據初始化工作,為數據管理員的批量入庫工具,實現管網數據快速入庫的功能;二是針對日常管網維護改造工作,在三維可視化場景中為管理員開放數據維護權限,可逐對象進行修改編輯。另外,針對三維場景和建筑,專門研發了兼容三維引擎接口的模型管理工具,實現現有模型包的解密,添加或替換新模型后再實現加密打包功能。
4系統主要功能模塊
4.1三維展示功能
基于howsky3D高效引擎,整個系統平臺借鑒GIS的管理模式,充分發揮信息技術、虛擬現實技術、網絡技術的優勢,打造一個滿足水廠管線管理工作需要的三維化、數字化、網絡化信息管理平臺。三維管理平臺主要功能包括:多視圖瀏覽、場景拖動視角變換、模型分層顯隱、地面區塊透明度管理、屬性信息查詢、鷹眼定位、模型樹快速定位等基本功能。
4.2管線數據管理模塊
管線數據管理是一項可持續的工作,隨著水廠管線實際情況的不斷變化,管線數據管理也需要定期維護、不斷更新。由此該系統特設計管線維護維修管理、管線編輯(批量入庫和三維編輯)、模型維護等三個功能來滿足需求,以確保該系統較長的使用生命周期。管線編輯功能包括管點和管線等基本要素的三維可視化建立、附屬設施模型的添加、各類管網信息的屬性修改、附件添加。系統的編輯工作實現了留痕日志管理,做到編輯修改工作可追溯,在數據維護方面保留了嚴謹的修改依據。
4.3管網智能分析
三維管網智能分析功能包括橫斷面分析、施工圖分析、垂直凈距分析、管線連通分析、停水范圍分析、爆管關閥分析、流向分析、開挖分析、提取分析、提升分析等。比如:橫斷面分析,能夠直觀準確的反映出道路及道路下的管線分布情況,包括管線深度、位置、管徑信息。開挖分析,直觀地顯示地下管線的分布及種類狀況,為用戶觀察分析及施工提供依據;流向分析,動態顯示選中管線的介質流向,可結合管網的拓撲結構和閥門的開閉情況進行分析,指導人員施工作業。
4.4三維管網檔案管理模塊
三維管網檔案管理模塊包括管網檔案分類管理、管網檔案管理、模型附件檔案管理等三個主要功能。管網檔案分類管理可起到用戶自主維護檔案文件的作用,可以按照管網施工進展階段劃分,也可以按照文件類型進行劃分;管網檔案管理實現各種類型的檔案資料的完美整合、統一儲存、方便可查,可對檔案內容進行下載和上傳操作;模型附件管理允許用戶在三維界面中選中模型,自主關聯管網屬性信息和電子檔案。
5關鍵技術
三維可視化地下管線管理系統的應用,關鍵技術主要是數據的處理和效果的展示,從兩方面介紹本系統應用的關鍵技術。
5.1管線數據批量入庫
管線數據作為最主要的管理對象,數據入庫是一個復雜且龐大的工作。原始的數據包括電子版CAD圖紙,紙質圖紙等。每類圖紙因設計施工單位不同,故繪圖標準會有差異。通過管線數據批量入庫流程,確保了準確性和格式規范統一,縮減了工作量,解決了三維模型入庫自適應等技術問題。管線數據批量入庫流程如圖2所示。
5.2管線搭接無縫擬合
在管線數據入庫過程中,在多條線段交叉處,管線會出現管段的缺口,與真實的管線連接方式有一定差異。針對這種情況,采取管線段相切的橢圓法向量與切向量來計算生成管線模型,從而實現管線搭接無縫擬合。管線無縫擬合是指將兩個成一定角度相交的圓柱體管線根據其位置及相互之間的連接關系將相交切面由圓柱體的頂/底圓面處理成能平滑相連的的橢圓切面的過程,其概要算法如下:計算出兩個相交橢圓面的切向量以及法向量,并根據切向量及法向量進行叉乘計算,算出副法線方向。以切面橢圓圓心為中心點,將副法線方向繞法向量方向旋轉i/sum*360度(i=1,2,3....sum),得到橢圓基準點方向。以圓柱面半徑除以圓柱徑向量與橢圓法向量之間的交角的正弦值,即可得到橢圓的基準點長度,由基準點方向和長度即可得到基準點,連接所有的基準點成面即可得到橢圓。
結語
此系統為凈水廠地下管線管理建立了三維可視化平臺,實現了管線數據的直觀化、共享化、網絡化。系統架構易于理解,功能強大且簡單實用,用戶在較短的時間內即可學會系統使用,易于泰達凈水廠管線技改和相關維修維護的開展,提高了水廠應急處理能力,保障了凈水廠的安全運行。本系統的開發,在水廠內部管線數據管理的道路上,探索出了一套新型的管理辦法。
參考文獻
[1]吳麗.基于WebGIS的城市基礎設施管理系統的設計[J].計算機技術與發展,2010,4(01).
[2]龔健雅.地理信息系統基礎[M].北京:科學出版社,2003.
關鍵詞:城市地下管線;現勢性;動態管理
中圖分類號:F29文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)11-0349-02
1 引言
隨著國民經濟建設的快速發展和城市規模的不斷擴大,為滿足城市居民的生活需求,給水、雨水、污水、燃氣、電力電纜、弱電(有線、鐵通、網通、移動、傳輸光纜等)、熱力、工業管(溝)道、部隊、民航、港口等各類地下管線,擔負著輸送能量、傳輸物質和傳遞信息等重大職能,成為城市賴以生存和發展的物質基礎和現代化城市高效運營的基本保證。
為加強城市地下管線工程管理和維護,規范城市地下管線工程建設,合理開發利用城市道路地下空間資源,保證正常的城市建設和人民生活,城陽區地下管線管理信息系統建設于2006年5月啟動,并于2006年12月中旬投入運營使用。為更好地運行地下管線管理信息系統,方便學習和借鑒其他城市關于地下管線建設的先進管理經驗,現就城陽區城區地下管線管理信息系統和未來地下管線建設管理建設作一些分析和研究。
2 開展地下管線與信息化建設的必要性
城市地下管線基礎設施的完善和運營水平是城市化水平的一個重要體現,與城市居民的生存、生活息息相關。城陽區于1994年建區,至今已經跨過14年頭,由最初的7條道路發展到現在的64條道路,長度由8km發展到現在的92km,路網密度達到4.6km/km2。目前已經步入管理維護階段,但是隨著時間的推移和人員的調整部署,現有城市地下管線資料逐步失去了現勢性,資料的缺失、不準和信息動態管理滯后,給城區居民的衣、食、住、行和后期城市地下管線的敷設、規劃和維護管理帶來了諸多的不便,分析其原因主要有:
(1)各地下管線權屬單位不同,其管線的設計、施工、經費來源和管理辦法各不相同,各管線權屬單位對埋設的管線缺乏統籌規劃,各自為戰,對所屬的地下管線資料進行獨自經營管理和保管,致使城市地下管線資料分散和管理混亂。
(2)部門主管領導對地下管線認識不深,本著“先埋設后管理”和“先有需求后行配置”,城市地下管線資料的數據未提報或延時提報入庫,未為后期的其他管線敷設做好前期準備工作。
(3)各管線權屬單位只重施工,不重資料的竣工存檔和后期管理。部分單位施工過程中現場變更與施工圖紙管線定點產生嚴重偏差,造成一方面新建的管線沒有竣工測量,另一方面提報信息與現狀地下管線數據不符,形成檔案管理誤區。
(4)各城市地下管線權屬單位施工與竣工管理采用“單人制”,造成人員調整后,地下管線資料的遺失。其單位新設管線的設計、施工僅僅依賴具有一定實踐經驗和經歷的工程施工、維護人員充任“活地圖”,進一步造成施工誤區,資料信息失誤。
(5)各管線權屬單位未能即時按規定向檔案管理部門報送管線竣工圖檔案,造成管線檔案信息資料停滯不全。
(6)專業發展不平衡。生產和生活基本保障的基礎配套設施,如給水、電力、通信等專業系統得到快速發展,而排水、燃氣、供熱等專業受現階段資金所限,無力全面展開建設則相對滯后,專業間的失衡,導致難以形成高效協調的專業協作。
(7)基礎設施投資不足。現階段城陽區主要以政府財政投入為主,多層面的融資無法實現,造成投入基礎配套資金的匱乏。
鑒于上述原因,城陽區以建設“數字城市”為目標,“與時俱進”為導向,于2006年5月開展城陽區城市地下管線普查工作。
3 城陽區地下管線前景與目標
3.1 城區地下管線信息資料的前景
作為一個新建的城區,目前已完成了城市地下管線信息系統所需的計算機技術、網絡信息技術、GIS技術、數據采集技術、海量存儲技術、軟硬件設備、《城陽區地下管線普查技術規程》等硬環境和軟環境的建設。目前,我們立足于當前所建立的三維仿真、規劃管理系統和地下管線信息系統三大系統,認真履行城陽區城市規劃建設管理局的職責,充分利用已完成的地下管線數據采集入庫,實現已有地下管線資料信息化管理,加大城市地下管線的普查探測范圍,建立地下管線的信息交流,完善城市地下管線的管理和共享機制,為城市建設和城區開發提供便利的管線資料的檢索、查詢和利用,順利完成“數字城陽”的初步建設。其次,根據《城陽區地下管線普查技術規程》建立嚴格的信息更新和檔案管理制度,實現地下管線的動態管理,建立具有城陽區地方性法規約束地下管線數據的管理和更新機制,在保證資料信息安全的前提下,實現地下管線信息的多元化應用和最大限度的開放,完成“數字城陽”的建設。
3.2 完善城陽區地下管線檔案的管理
地下管線作為城陽區基礎設施建設的生命線,必須以高起點規劃為先鋒,建立地下管線數據管理服務中心,作為地下管線資料共享、及時更新和數據交換的平臺,建立堅固的防殺毒堡壘,配置相關的專業技術人員,負責城區地下管線資料的收集、整理、標準化入庫和查詢功能,提供管線的后期動態管理與維護,制定相關的有償服務條款和地下管線資料提供的格式,維持地下管線數據的交流、共享及日常運行維護管理,打破地下管線數據分散管理的格局,實現全區綜合管線“數字一體化”的集中管理和信息共享。
3.3 建設城陽區地下管線信息管理的目標
結合城陽區地下管線資料不全、不準的現狀情況,根據保定金迪地下管線探測有限公司和山東正元地理信息工程有限公司數據采集資料,本著“高起點、高標準、高質量、高效率”的原則,制定地下管線管理的目標:建立地下綜合管線信息管理系統和各專業管線信息管理系統,建成地下管線數據庫、公共數據交換和有償服務平臺,建立地下管線管理服務中心和公開機制,制定切實可行的信息更新機制,完善具有立體化、數字化、智能化和可視化的技術體系,實現城區地下管線信息的動態管理。
4 城陽區地下管線建設需解決的問題和工作內容
4.1 工作內容
(1)精心規劃、科學管理,采用現代科學技術手段,對城陽區地下管線進行全面普查。
(2)嚴格制定和執行城陽區地下管線數字管理相關的規章制度和管理程序。
(3)專業人員進行地下管線入庫操作。以城陽區城市規劃建設管理局為中心,建立權屬單位為分支的衛星城域地下管線專用網絡,實現地下管線數據資源的共享和數據交換。
(4)各管線權屬單位必須做好市政建設工程工地上原有管線的監護工作,明確專人負責,跟蹤監護到位,服從市政工程部門統一協調。遷移、更換和新增的管線,必須確保施工規范,管理到位,修復及時。
(5)未經批準,擅自挖掘城市道路的單位(個人),一經發現,必須按照相關的國家規范和地方法規進行嚴肅處理,
(6)責令管線權屬單位組織人員進行巡視記錄,杜絕突發事件、新聞媒體曝光、群眾來信來訪事件的發生。
4.2 亟需解決的問題
(1)完善城陽區地下管線系統的維護更新機制,確定地下管線的動態管理和維護單位。
(2)城陽區各專業權屬單位引入必要的競爭機制,降低行政干預,打破個別行業的壟斷地位,為財政支出開源節流。
(3)對城陽區地下管線進行科學的規劃和有效的監督。各專業權屬單位必須在每年年底前向城陽區城市規劃建設管理局申報第二年的管線年度建設計劃,以達到統籌安排,綜合平衡。因特殊情況需增設管線的建設項目,必須及時報送城陽區城市規劃建設管理局進行安排。
(4)各管理權屬單位必須加強所屬設施的維護管理,保持管線設施的完好,確保安全正常運行。各專業管線權屬單位設立分級、分布式的地下管線數據庫公共數據交換和有償服務的軟、硬環境,并且確定對外的無償和有償服務范圍。
(5) 確定地下管線系統的運營機制,確定地下管線的審報和審批機制,確立工作人員的工作流程和辦理期限、工作職責。實現新建、翻建、改建、擴建地下管線與城市道路同步規劃、同步實施,避免和減少“拉鏈”工程,確保管線安全正常運行。
(6) 確定各權屬單位的竣工測量資料日期和上報格式,保證地下管線資料的現勢性。與時俱進,及時完善系統軟件升級和硬件更新的章程,優化系統配置,使其運行達到高穩定性、高可靠性、高安全性。
(7) 加強管線權屬單位專業技術人員素質,建立部門進行地下管線統一的管理。避免違規操作施工單位破壞現狀道路和管線,規范施工單位的規范化操作。
(8) 加強施工隊伍的管理階層和施工人員的素質和技能建設。
5 城陽區地下管線的動態管理和維護
建立地下管線容易,維護地下管線難。保持好地下管線信息管理系統長久生命力,必須做好地下管線數據的動態更新和管理維護工作,以確保管線數據的現勢性、真實性、準確性。管線竣工測量和檔案移交制度也是保證管線確保管線信息動態管理的重要環節,執行相關規章制度,進行規范化管理,提供技術支持是地下管線信息動態管理的重中之重。
5.1 制定規章制度
以城陽區的理念和規章制度為準則,我們已制定《城陽區地下管線普查技術規程》和管線動態管理、權屬單位材料程序報建等機制,以確保城市地下管線的動態管理。
5.2 規范化管理
為做好管線規章制度的落實,加強管線工作的管理,成立專門的地下管線科室負責地下管線管理工作,同時增強專業技術人員的培訓和貯備,加強城陽區地下管線規范化管理。
(1)由地下管線審批部門將管線工程施工、批準情況在城陽區網站上進行公示。
(2)將地下管線工程檔案管理的相關規定和要求書面告知管線建設單位。
(3)管線建設單位按要求委托具有測量測繪資質的單位進行管理工程竣工測量。
(4)管線建設單位將填寫的城陽區管線工程檔案驗收申請表和整理裝訂后的管線檔案資料報送城陽區城市規劃建設管理局的地下管線管理科室。
(5)對接收的城市管線檔案進行驗證,并填寫建設工程檔案驗收意見表,驗收合格后與管線建設單位辦理城建檔案交接文據。
(6)由地下管線服務中心專人進行數據更新入庫。
5.3 技術支持
以“高起點、高質量、高標準”為準則,城陽區地下管理信息系統為城陽區地下管線的動態管理提供了專業技術基礎。我們必須繼續加強GIS專業、計算機專業、各管線專業人員的配備,積極作好技術支持工作,組織管線權屬單位和竣工測繪單位學習相關技術規程,進行現場技術指導,為各管線權屬單位提供一切便利條件,按照“誰收益、誰付費”的原則,在公眾參與的前提下,通過高透明度的政策措施,實現地下管線的規范化、數字化、智能化和可視化管理。
6 結語
21世紀是一個信息化戰爭的世紀。2004年12月15日建設部頒布的第136號令《城市地下管線工程檔案管理辦法》從政府政策對城市地下管線數據采集、信息化、空間化、數字化等建設作了明確規定,為地下管線的信息化建設提供了很大的政策支持,使地下管線進入了科學化、自動化、數字化管理階段,為城市地下管線業務的深層次分析和管理決策提供了更好的公眾服務。
只有掌握資源,才能掌握主動性。地下管線不僅為管理者提供便利,也為決策者提供了科學的依據,切實加強地下管線的管理職能,既與建設和諧社會相融合,也與“與時俱進”相對應,對國計民生,維護社會的穩定,建設可持續發展的現代化和數字化城市具有重要意義。
城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,被稱為城市的“血管”和“生命線”。因此,做好城市地下管線建設管理,關系到城市的安全運行,已成為當前和今后城市持續健康發展的必然選擇。
一、城市地下管線建設管理現狀城市地下管線是城市的重要生命線,是現代化城市高效率、高質量運轉的根本保證。近年來,國內各城市結合道路改建擴建,不斷加大地下管線設施建設力度,城市綜合服務功能大大提升。以濟南市為例,目前濟南市共建有供電、供水、供暖、供氣、通訊、排污、消防、照明、寬帶等20多種地下管線,管網遍布整個城區,總長度約1萬公里,其中城區供排水、供暖、供氣管線的長度就達5,000多公里。這些管線涉及城建、電力、信息、廣電、鐵路、公安、軍事等多個部門,基本上由各權屬單位和各行業部門進行鋪設和管理。
濟南市和國內大多數城市一樣,都沒有建設像歐美城市那樣先進的地下綜合管廊(共同溝),各種管線都是平鋪直埋,密密匝匝像“蜘蛛網”一樣遍布整個城市,由于在地下管線建設方面缺乏統一規劃管理,因而導致道路隨意刨掘和“拉鏈工程”屢見不鮮,特別是野蠻施工造成地下管線受損事故頻繁。據不完全統計,2008年濟南市僅供水和燃氣管線受損事故就近600起,直接經濟損失約500萬元,間接損失高達數千萬元。如清河北路工程施工中,曾造成一直徑1,200mm的供水主管線“下折漏水”,致使周圍10km2范圍內停水或降壓,近1。2萬用戶停水。地下管線受損事故頻繁發生,嚴重影響了城市生產和居民生活,也嚴重損害了政府威望,社會各界對此反響很大。更為嚴重的是,地下管線受損還將給城市安全帶來巨大隱患。由于地下各種管線相互鄰近,其中一種管線受損,極有可能影響到另一種管線的安全,特別是電力、燃氣等高危性管線一旦發生事故,勢必出現連鎖反應,不僅財產損失巨大,而且還會嚴重危及到人民群眾的生命安全。2009年3月27日濟南市歷下區漿水泉路一根直徑300mm的中壓天然氣管道被施工單位挖斷,直接影響了城市東部城區5,200多戶居民用氣,離事故泄漏點約30m處就有一個加油站,如果燃氣著火,其后果將不堪設想,這條管線在一個月內被同一家施工單位先后兩次挖斷。
二、城市地下管線建設管理中存在的問題在城市快速發展過程中,地下管線受損有時是難以避免的,世界上任何一個大城市無一例外地都發生過此類事故。但地下管線受損事故頻繁發生則需要引起高度重視。從實際情況看,造成城市地下管線受損的主要原因,除了部分施工企業野蠻施工外,更深層的原因是城市管理問題,凸顯了在城市建設和管理上還存在著“重地上、輕地下”的觀念。
1、地下管線施工現場管理不到位。按照相關規定,在道路或管線施工前,其他管線產權單位都派專門監護人員到場,同時提供管線具體圖紙,但施工現場管理不到位的問題十分突出,有的施工單位擅自移動挖掘位置、擴大挖掘面積;有的施工單位不嚴格按照規劃定點和圖紙設計進行挖掘鋪設,變更后不按規定辦理變更設計手續;有的施工單位偷工減料,管線覆土深度遠遠低于規劃要求和施工標準,為其他管線的施工埋下安全隱患;還有部分施工單位為搶工期,采取“歇人不歇馬”的做法,輪班操作挖掘機的施工人員對管線鋪設情況不相互告知,導致地下管線受損事故頻繁發生。
2、對野蠻施工事故的賠償處罰機制不健全。從目前情況看,野蠻施工造成的地下管線受損,雖然影響范圍大、造成的損失重,但在處理中卻缺乏相關適用的具體法規和措施。現有的《城市地下管線工程檔案管理辦法》等,也僅僅只是規定了施工企業損壞地下管線給他人造成損失的,應依法承擔賠償責任,但卻沒有具體的賠償標準和相應的處罰機制。目前,因施工造成的管線受損事故,通常都是由管線產權單位與施工企業雙方協商處理解決,但賠償數額遠遠低于所造成的直接經濟損失。如,2008年濟南市燃氣管線受損造成的直接經濟損失超過100萬元,但賠償數額不足10%,至于間接損失和相應處罰往往是不了了之。正是由于這種對事故處理手段不強的做法,導致野蠻施工屢禁不止。
3、對地下管線建設缺乏統一管理。由于地下管線投資主體不同,產權單位隸屬關系復雜,而城市又缺乏一個專門的部門對地下管線建設實施統一管理和協調,因而往往是各管線產權單位各行其是,管線建設隨意性較大“,隨建隨報”現象十分普遍,造成了同一條道路在較短時間內被多次挖掘,給城市管網的安全運行埋下巨大隱患;還有不少建設單位以所謂重點工程為由,自行簡化報建手續,施工前對地下管線不查詢、不勘測、不辦理規劃定點和建設工程許可,甚至“建而不報”,因而出現了“今天你挖斷我的電纜、明天他刨漏你的水管”的問題。
4、地下管線信息管理滯后。目前,由于缺乏對管線產權單位向城建檔案部門報送竣工資料的強制措施,加之這些單位隸屬關系復雜難以協調,致使城市地下管線資料歸檔率低,許多城市地下管線檔案資料殘缺不全,地下管線信息資源無法做到共享利用,嚴重制約了城市建設發展。
部分管線產權單位管理粗放,許多“竣工圖”實際只是一種“示意圖”,僅能反映管線大致走向和方位,缺少垂直定位,甚至有的管線產權單位連自己的管線具置都不知道,給后續管理帶來很大難度。
三、完善城市地下管線綜合管理機制
1、加強地下管線建設管理立法。為確保城市建設和城市安全,必須依法對地下管線規劃建設進行管理。進一步加快城市地下管線管理法規的立法進程,明確城市地下管線的管理體系和執法主體,進一步規范地下管線的規劃審批程序、建設要求和管理內容,特別是要對管線竣工測量和報送城建部門備案等要求作出明確規定,強化法律責任和保障措施,使地下管線建設管理步入制度化、規范化和法制化的軌道。同時,研究制定地下管線共同溝的具體實施規范、技術標準、使用管理制度,積極開展試點建設,為共同溝技術推廣積累經驗。
2、逐步形成城市地下管線統一管理機制。城市地下管線的管理實際上是對地下空間資源的一種管理,是一項政府行為。針對各種地下管線產權單位各自為政、多頭管理的問題,各城市應成立城市地下管線規劃建設管理辦公室,統一行使協調職能,負責制定全市地下管線發展規劃和年度建設計劃,對地下管線的開挖施工進行協調管理,承辦管線工程的申請、查勘、初審、發證及挖掘回填作業的監督檢查和驗收,負責地下管線事故的監察處理和仲裁。今后,凡是沒有管線發展規劃和年度建設計劃的管線項目,一律不再給予審批,堅決杜絕“隨建隨報”行為。
3、加強城市地下管線規劃環節管理。
將各類地下管線發展規劃統一到城市總體規劃范圍內,在規劃中要明確各類管線的建設時序,使各類管線的建設時序與城市道路發展規劃相一致。同時,要對各類管線規劃執行情況加強監督檢查,對發現不按既定規劃要求進行管線建設與管理的,要采取必要的措施加以糾正。加強城市道路管理綜合規劃工作,指導各管線權屬單位合理利用城市地下空間資源,避免各類管線之間及與相關建(構)筑物之間的矛盾,為各類管線的工程設計、施工及管理提供條件和依據。
4、強化城市地下管線建設環節管理。
嚴格要求管線建設單位按照有關要求履行報批手續,進一步加強對管線建設行為的監督管理,對不履行報批手續、不按照批準的方案施工、隨意改變管線方位的行為加大處罰力度,把施工企業的不良行為記入單位信用檔案,并視情節、性質及危害程度,分別予以通報、經濟處罰、評標扣分、限制市場準入、責令停業整頓、降低企業資質等級或吊銷資質證書、營業執照以及有關責任人的執業資格證書等處罰;對因野蠻施工情節特別嚴重、造成公共安全事故的,司法機關要嚴格依法追究施工單位和直接責任人的刑事責任。
5、嚴格地下管線竣工測量和歸檔管理。地下管線工程屬于隱蔽工程,如不進行竣工測量、編制管線工程竣工圖,將嚴重影響今后新建改建管線的規劃、設計和建設,也會給城市安全留下事故隱患。今后地下管線工程覆土前,建設單位必須委托具有相應資質的工程測量單位進行竣工測量,編制符合國家標準的管線工程竣工圖,報城建部門歸檔管理,有關部門必須強化監督、加強管理。對于不按規定查詢地下管線的,規劃部門不得對其管線工程進行規劃定點審批;對于不辦理規劃定點和建設工程許可的,要堅決予以查處。
6、開展地下管線普查工作。地下管線資料是城市規劃建設管理不可缺少的基礎性信息資料。地下管線普查的直接目的是查清地下管線的現狀,并在此基礎上,建立起城市統一的地下管線信息共享平臺,為城市規劃建設管理奠定基礎。鑒于國內各城市地下管線基礎資料欠賬太大,已嚴重影響和制約了新一輪城市規劃、建設和發展,各城市應成立專門的地下管線普查工作領導機構,開展全市地下管線普查補測工作,并依據普查數據資料,建立起綜合地下管線動態管理系統,實現數字化管理。
主要參考文獻:
[1]唐世平,徐飛。淺議城市地下管線管理[J]。市政技術,2009。6。
關鍵詞:精細化管理、法制化、標準化、制度化
1 我市地下管線管理現狀
近年來,隨著城市經濟社會的迅猛發展和城市功能的不斷完善,作為現代關鍵性公共基礎設施的城市地下管線,其鋪設地域范圍越來越廣、種類越鋪越多、間距越鋪越密。因此,如何有效合理地管理好如此龐大、復雜的地下管線網絡系統,保障各類城市地下管線的安全、可靠運行,從而提升城市公共安全水平, 保障城市正常生產生活秩序,成為當前我國各級政府面臨的一個重大民生問題、發展問題[1]。2006年以來,我市成立了專門單位來收集管理全市域內的地下管線信息。本著“邊收集邊整理邊開發建設邊服務”的原則,實施“單工程信息收集、單工程數據接邊整合,單工程管網連片”的動態管理方式,我市已累計采集了管線工程8800余個項目,全市域地下管線共計3.46萬余公里,其中,中心城區(外環線內)地下管線長度達2.24萬公里,占中心城區80%,初步實現了中心城區地下管線信息管理全覆蓋,并正在向濱海新區、遠郊縣延伸拓展。經過七年的努力,我市探索出一條地下管線信息管理的新思路,形成了地下管線信息管理的“天津模式”。
2 存在的問題
近幾年,我市地下管線信息管理取得了一些成就。但是,隨著管理的進一步深入,面對城市發展的新形勢、新要求,我們距離地下管線信息精細化管理的要求還有一定的差距,需要在管理方法和管理質量上進一步改進,以適應城市發展的需求。
2.1 數據收集途徑單一,管理體制還不完善。
我市自2006年以來,由專門部門負責收集和管理地下管線信息。但是,由于收集的是單個工程,因此地下管線不聯網成片。地下管線工程本身具有隱蔽性強、周期短、工期緊、違法成本低等特點,一些重點工程在竣工后不向管理部門移交地下管線竣工信息,使得地下管線信息不能及時動態更新。同時由于地下管線實體管理分屬不同部門、不同單位,各部門有著不同職責和利益,造成信息多頭管理,從而使信息管理工作難度增大。
2.2 缺乏上位法依據,立法體系還不夠完善。
如表1,在在國家立法層面,僅有一部住建部在2004年出臺的相關法規(《城市地下管線工程檔案管理辦法》)。而隨著信息化的飛速發展,地下管線信息管理幾乎無法適用,因此在國家立法層面出現了空白,許多城市在地下管線信息管理方面沒有法律依據,使管理工作無法可依,無章可循。
表1 我市地下管線信息管理立法現狀
2.3 地下管線信息管理相關標準亟待完善和落實。
2011年1月1日,我市實施了《天津市地線管線信息管理技術規程》,該標準對地線管線信息管理的收集和管理提出了相近的技術標準。然而在落實過程中,由于跟蹤實測竣工難以及測量技術和作業人員水平能方面的限制,造成地下管線信息不完全準確、現勢。同時,隨著管理的深入,更加精細的管理標準有待于明確。
3 管理內容及建議
現代管理學認為,科學化管理有三個層次:第一個層次是規范化,第二層次是精細化,第三個層次是個性化。經歷七個年頭的摸索,我市已逐步形成地下管線信息管理的規范化。隨著社會需求的多元化,地下管線信息的精細化管理將成為現代社會的一個重要趨勢。現階段,我們應從法制化管理、標準化管理和制度化管理幾方面入手,推動我市地下管線信息管理向精細化邁進。
3.1 大力推進地下管線信息管理制度化
高效權威、行之有效的管理體制,是實現地下管線信息動態管理的根本。要實現地下管線信息的集中高效管理,需從根本上解決問題,必須有良好外部環境和數據接收渠道,這就需要從創新創新機制上入手。
3.1.1 建議建立重點地區、重點管線及危險管線普查及補修測制度,以確保地下管線信息聯網成片。
3.1.2 建議加大違法查處力度,提高違法犯罪成本。對于未經規劃審批或不按規劃審批,擅自施工,建立處罰制度,并適時向公眾安全防范信息。
3.1.3 建議對地下管線系統的規劃、建設、驗收、運行維護與安全監管等相關事務實施統一管理。
3.1.4 建議建立信息共享機制,增強不同專業單位和部門之間的溝通協調關系,實現信息共享,以保證信息的準確性和現勢性。
3.2 大力加強地下管線信息管理法制化
目前,不論是國家層面的法律法規,還是省、市層面的地方立法,我國至今尚無完善的法律法規體系予以保障。而在西方市場經濟發達的國家,運用并實施嚴格而完備的法律法規體系,以有效監管各種市場主體的相關行為,是一種普遍的政府管制手段。地下管線管理領域亦如此。我國應該在國家層面加強立法工作,建立多層次、嚴密細致的律法規體系,規范各個層面對地下管線信息的管理,為地方立法提供依據,為全面實現地下管線信息精細化管理營造良好的法制環境。作為地方政府,在加大立法工作力度的同時,還應堅持立法創新,增強立法的針對性和可操作性。制定針對性強的地方性法規、政府規章,規范和完善地下管線信息的收集、管理和維護工作。
3.3 大力推動地下管線信息管理標準化
統一標準是實現信息管理精細化的基本條件和基本要求。通過統一編碼規則、統一平面坐標系統和高程系統、統一誤差標準和精度要求、統一數據庫結構、統一的數據更新業務流程等等,最終達到在統一的網絡平臺、統一的規范標準、一個能夠支持分布式地下管線信息集成應用和共享的框架,實現城市各部門間地下管線信息資源的共享與應用,使各部門不再重復采集、處理同一信息,從而降低地下管線信息的更新成本。
關鍵詞:城市地下管線,規劃管理,城市建設,城市化
中圖分類號:TU984.11+1文獻標識碼: A 文章編號:
城市地下綜合管線是指埋設于城區內地下的各種管線,主要由給水、排水(雨水、污水)、通訊(廣電、電信、移動、聯通、強電通訊系統等)、電力、燃氣(天然氣)、熱力管道、路燈電纜、景觀照明等組成。它是城市基礎設施的重要組成部分,而城市基礎設施是城市持續、健康發展的重要保障,被稱為城市的生命線和血脈。
隨著城市化的發展,城市現代化程度的提高,城市地下管線系統也越來越復雜,與之相牽涉的關系也變得復雜起來。如地下管線與其他各項工程建設的關系,地面設施建設與地下管線的關系,地下管線中各項專業管線之間的關系等。
1 地下管線規劃管理中的主要問題
1)城市地下管線資料不全、不準,沒有完整的竣工圖,只有幾份示意圖。因此常常造成新鋪設管線設計后,在工程建設中不能按圖施工,只能邊施工邊調整,造成人力、物力的浪費。
2)地下管線普查情況不甚理想,但是由于缺少普查方面的管理經驗,造成普查成果與實際不符,致使管理單位對普查成果的準確性產生懷疑,導致普查成果的使用效率不高,浪費了大量的人力、物力、財力。
3)隨著近年來城市化進程的加快,對城市道路進行了大量拓寬改造工程,城市改造使城市地下管線的相對位置也發生了變化,有的路段、地段增加了新的地下管線,但這些改造地段的管線普查隨著時間的推移、地形地貌的變遷,沒有及時更新。
4)因地下管線資料不詳或精度不高與現狀不符,致使城市規劃行政主管部門在審查報建的城市地下管線工程或相關的建設項目、核發規劃許可證件時無法提出明確的規劃設計條件或提出錯誤的規劃設計條件;在工程建設中造成管線損壞,事故頻發,致使停水、停電、停氣、通信中斷、污水四溢,甚至引起災害事故,給市民生活、廠礦企業正常生產、建設單位、政府主管部門造成了很大的不良影響。
2 地下管線規劃管理的對策分析
2.1 地下管線的規劃編制管理
1)城市規劃主管部門和各管線建設單位應根據城市總體規劃和控制性詳細規劃的要求,編制各綜合管線的專項規劃。作為規劃的主管部門,應根據專項規劃結合管線普查編制綜合管線規劃,加強對各管線專項規劃的協調。各管線專項規劃和綜合管線規劃經論證審批后,作為城市地下管線建設的指導方針,無特殊情況,不得隨意修改規劃,并嚴格按規劃進行工程建設。提前做好城市工程管線綜合規劃,為各類管線預留管位;為充分利用有限的地下空間,對于強、弱電等可共溝建設的管線按共溝規劃并同步建設。
2)進一步擴大對城市地下管線的普查幅度和范圍,建立管線資料的地理信息維護系統。科學、準確、完整的地下管線現狀信息是地下管線賴以安全、高效運營的保證,也是城市綜合管線專項規劃、各專業管線專項規劃科學規劃的前提。隨著時代和科學技術的發展,城市的現代化步伐日趨加快,城市建設、管理、發展的矛盾日益突出。
2.2 地下管線的日常管理
1)加強城市地下管線工程的設計規劃審查,理順與建設工程審圖中心、消防部門、市政公用管理部門、燃氣管理部門的關系,協調分工,明確各部門對管線的審查內容、審查階段,既不重復審圖也不遺漏審圖內容。如城市規劃管理部門應重點審查各綜合管線的相互關系、單項管線的規劃定位、鋪設方式、埋設深度。
2)嚴格城市地下管線工程建設的定線和竣工測量制度,加強管線建設的批后管理。經城市規劃行政主管部門批準的地下管線工程,必須在開工前進行定線,在覆土前進行竣工測量。定線和竣工測量須由城市規劃行政主管部門組織進行。
3)加強地下管線的動態管理。在規劃審批新建管線工程方案設計、施工圖設計時,嚴格執行城市地下管線工程檔案管理辦法 (建設部令第13號),辦法要求:“建設單位在申請領取建設工程規劃許可證前,應當到城建檔案管理機構查詢施工地段的地下管線工程檔案,取得該施工地段地下管線現狀資料”。“建設單位在申請領取建設工程規劃許可證時,應當向規劃主管部門報送地下管線現狀資料”。及時掌握新建管線工程的竣工情況,在對城市新建工程進行規劃竣工驗收時,應要求建設方提供準確和翔實的竣工資料,在竣工資料不全、資料深度達不到規劃要求時,該工程規劃驗收不予通過。
2.3 地下管線管理的制度建設
1)城市規劃管理部門在機構設置、人員分工方面應明確專人負責地下管線的開挖審批,對管理人員進行業務學習和業務培訓,提高規劃管理水平。由于對從事市政管理人員業務水平要求較高,需要熟悉了解城市規劃、市政工程規劃等多方面知識,但目前從事市政工程規劃管理的人員多為土建行業人員(如交通土建、給排水、土木工程等),對城市規劃、市政工程規劃缺乏全方面的了解,如目前的地理信息系統,基層規劃管理人員限于學識水平的限制,如不予培訓學習基本無力對其進行維護和管理。
2)建立健全法規,做到有法可依,依法行事。首先要繼續貫徹建設部1998年9號關于加強城市地下管線規劃管理的通知的文件。其次應結合城市地下管線工程檔案管理辦法關于加強城市地下管線規劃管理的通知等國家強制性規范,參考國內同類城市的管理經驗,出臺城市地下管線方面的地方規劃管理規范性文件,如某市城市綜合管線工程規劃管理辦法、某市市區道路地下管線管理辦法等。聯合規劃建設監察部門加強對新建管線的規劃審批和監督工作,對各種違章的管線工程建設必須加強執法力度、嚴肅查處。凡未取得城市規劃行政主管部門頒發的規劃許可證件或違反規劃許可的條件而進行建設的,應依法嚴肅查處。
3)逐步推進地下空間的有償使用。地下空間資源屬國有資源。當前,多數城市的地下空間資源的開發基本處于無償狀態。在加速推進城市化進程中,應該考慮通過經濟杠桿來規范地下空間的開發,實行地下空間的有償使用,遏制和避免當前存在的無序無償狀況,防止國有資產的流失和浪費。